回转窑焚烧炉窑内结圈的原因分析

　　由于国内环保要求越来越严格，处置成本越来越高，因此外送危废处置中心的废弃物一般都尽量浓缩，致使此类废弃物特别是固废和蒸馏残渣的热值普遍较高，多数情况下在3,000~5,000Kcal/kg之间。为了保持较好的燃烬效果，回转窑普遍在950~1,150℃之间运行，而危废灰渣的熔点普遍在1,000~1,200之间（接近或者稍高于燃烧温度）。加上送入回转窑的物料一般都较为复杂、热值波动较大、物料进料不均匀，且物料在窑内停留时间较长（一般在60~90分钟），比较难做到及时调整燃烧过程，因此窑内温度一般都会有一定的波动，不可避免会出现窑内局部温度过高导致灰渣熔融，进而粘附在回转窑内壁上。随着转窑的转动及由于内衬的温度呈梯度分布，部分熔融的灰渣可能会在内衬材料上凝固下来，形成新的窑皮。随着窑的转动，部分灰渣可能会被再次熔融，并达到一定的平衡，这样窑皮就不会增厚。但是如果没有达到平衡，掉落下来的灰渣少，窑皮就会逐步增厚，达到一定程度后就形成结圈，如下图所示：
　　形成结圈的主要原因有如下几点：

　　1、 回转窑的操作模式

　　根据操作温度的不同，回转窑有两种操作模式：干渣模式和熔渣模式。干渣操作模式在危废焚烧中为常见，也被证明是为可靠的一种操作模式，常规一般认为925℃以下为干渣模式，正常配伍可以保证灰渣不会熔融，此种操作模式结圈的可能性比较小。另外一种模式是熔渣模式，回转窑会在较高的温度运行，使得焚烧后形成的灰渣融化成液态，常规的熔渣模式操作温度大于1,200℃，此种模式由于灰渣处于熔融态，一般也较难结圈。如果操作温度运行在950~1,200℃之间，其操作正好介于干渣和熔渣操作模式中间，可以称为半熔融态操作模式，比较容易产生部分熔融，但又不能完全熔融的工况出现，进而随着温度变化及波动，造成部分熔融的渣凝固在转窑内衬上，同时包裹一些高熔点灰渣，窑皮逐渐加厚，进而造成结圈。

　　2、回转窑进料的及配风稳定性

　　危险废弃物包括液态、固态和半固态，特别是固废成分、形态比较复杂。一般占主导地位的回转窑固废进料以抓斗+推料机或者溜槽等间歇进料为主，部分转窑还间歇处理一些直接入炉的低闪点的桶装特殊废液。由于间歇进料会造成物料焚烧的大幅波动，以及会影响配风的稳定性，造成回转窑温度的波动较大，这也成为导致回转窑窑内结圈的重要原因之一。

　　3、灰渣的化学组分及灰熔点

　　回转窑底部灰渣的主要成分是一些无机氧化物，如SiO2、Al2O3、FeOx及CaO，另外由于部分危废高含盐，也普遍含有一定量的低熔点碱金属盐如Na/K盐。若碱金属组分含量较高，由于其熔点低，因此入炉废料如果含盐量较高，很容易在窑内浓缩，导致窑内结圈。而根据文献的实验研究结果，当分别提高SiO2、Al2O3及CaO的含量时，其灰熔点温度都有不同程度的上升，因此底渣的成分对于灰渣软化温度有较大的影响。根据现场操作经验，在此情况下，即使回转窑在较低温度运行时(比如850~950℃)，窑内也可发现较多的熔融物。

　　综上所述，危险废弃物在回转窑焚烧装置中焚烧时，如果实际运行中操作不当，很容易产生窑内结圈的问题。当结圈严重时，将导致窑内重力负荷增加、物料运行不通畅，造成耐火材料被拉裂损坏、焚烧系统被迫停运等问题。